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Mise à niveau numérique avec IO-Link

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Starrag Technology GmbH à Bielefeld (Allemagne) est une entreprise qui produit des machines-outils et les équipe largement avec les capteurs IO-Link d'ifm.

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La mise en œuvre d'Industry 4.0 crée une silhouette numérique d'une usine pour optimiser les processus. Les informations essentielles sont fournies par de nombreux capteurs qui sont de toute façon déjà installés pour le contrôle des machines. Grâce à la technologie IO-Link, ces capteurs fournissent beaucoup plus de données que de simples signaux de commutation ou des valeurs analogiques. Starrag Technology GmbH à Bielefeld (Allemagne) est une entreprise qui produit des machines-outils et les équipe largement avec les capteurs IO-Link d'ifm

Le centre d'usinage à portique de la série FOGS de Starrag Technology GmbH est une machine qui possède ces caractéristiques. Elle est utilisée dans la construction mécanique et dans l'industrie aéronautique et automobile, par exemple, pour fabriquer des pièces de carrosserie. La machine sur la photo est utilisée pour traiter des composants de châssis (trains d'atterrissage) dans l'industrie aéronautique.

Ces machines-outils complexes nécessitent des capteurs pour surveiller tous les milieux (par exemple, les liquides de refroidissement et de lubrification, l'hydraulique, le contrôle de la température des machines). Des tolérances serrées sont requises pour les températures des fluides, les valeurs de pression et les quantités de débit volumétrique afin de garantir que les outils sont utilisés avec une efficacité optimale dans des processus de production entièrement automatisés.

Capteurs avec interface numérique

IO-Link est une interface numérique robuste basée sur des niveaux de signal 24 V qui, en plus de simples signaux de commutation, permet une communication bidirectionnelle avec le contrôleur via le câble de capteur habituel. Les capteurs transmettent des valeurs de mesure numériques et des informations de diagnostic via IO-Link au maître IO-Link, comme un module d'E/S, une passerelle ou un automate équipé de ports IO-Link. Les capteurs sont connectés à l'aide de connecteurs M12 standard. Les câbles blindés et les mises à la terre associées ne sont plus nécessaires.

Starrag Technology GmbH opte pour les capteurs de fluides d'ifm electronic. La raison : Le spécialiste des capteurs propose la plus grande gamme de capteurs de processus avec IO-Link.

Paramétrage du capteur à distance

L'un des plus grands avantages de l'IO-Link est la possibilité de transférer toutes les données de paramètres nécessaires au capteur via le câble de connexion IO-Link. Les données de paramètres du capteur (par exemple les points de commutation, l'hystérésis de commutation, la couleur de l'écran) peuvent être transférées du contrôleur aux capteurs compatibles IO-Link, soit lors de la mise en place des capteurs, soit plus tard en cours de fonctionnement et pour les adapter à une situation spécifique. Avantage pour le client : Pendant la phase de mise en service d'une machine, les paramètres du capteur projetés précédemment peuvent être transférés rapidement, facilement et de manière fiable au capteur. Si nécessaire, par exemple dans le cas de petites tailles de lot, IO-Link permet de stocker séparément sur le capteur différents jeux de paramètres pour différents produits. En outre, grâce au paramétrage basé sur le contrôleur, l'optimisation ultérieure du processus par télémaintenance est facile avec IO-Link. Dans l'ensemble, on peut dire qu'IO-Link est une technologie clé pour les applications de l'industrie 4.0.

Double sauvegarde des données

En plus du paramétrage des capteurs basé sur le contrôleur, IO-Link à partir de la version 1.1 ou supérieure assure un double stockage des données des paramètres des capteurs sur l'appareil et le maître IO-Link. Dietmar Wallenstein, responsable du département de construction et de mise en service électronique chez Starrag Technologies, déclare : "L'un des grands avantages d'IO-Link est la sauvegarde automatisée des données des capteurs qui se fait en arrière-plan. Chaque capteur (appareil) envoie automatiquement ses jeux de paramètres au maître IO-Link. Là, ils seront mis en miroir et stockés en tant que sauvegarde. Dès qu'un capteur est remplacé, les données sont automatiquement échangées avec le nouveau dispositif. Les données de paramètres seront ensuite transférées automatiquement du maître IO-Link au dispositif IO-Link. Cela facilite grandement le remplacement d'un capteur et réduit considérablement le temps d'arrêt de la machine en cas de panne. En même temps, cela réduit la charge de travail du personnel de service et de maintenance"

Les erreurs de paramétrage des capteurs appartiennent au passé. Le remplacement d'un capteur ne nécessite que l'installation mécanique. Le client peut le remplacer sans avoir besoin d'assistance. Le personnel de maintenance n'a pas besoin d'être formé au paramétrage du capteur, car celui-ci s'effectue automatiquement en arrière-plan. Grâce à cela, les problèmes techniques peuvent être résolus beaucoup plus rapidement et efficacement. Cela permet d'économiser des coûts.

Transmission numérique sans erreur des valeurs mesurées

Jusqu'à présent, les signaux analogiques des capteurs sont numérisés par des convertisseurs A/N et mis à l'échelle dans l'automate programmable. Cela conduit à des inexactitudes de la valeur de mesure réelle.

IO-Link, cependant, fournit les valeurs mesurées du capteur sous forme numérique au contrôleur. Les erreurs de transmission et la conversion des signaux analogiques sont exclues. Les valeurs de mesure transmises numériquement peuvent être directement affichées dans la salle de contrôle. La valeur transmise est toujours identique à la valeur mesurée. Il n'y a plus d'écart entre l'affichage local et la valeur que l'automate tire du signal analogique. Grâce à IO-Link, même les interférences avec le signal analogique, par exemple causées par des champs électromagnétiques, appartiennent au passé.

Deux valeurs mesurées - un capteur

Les capteurs de processus modernes d'ifm fournissent souvent plus qu'une seule valeur mesurée. Dietmar Wallenstein déclare : "Souvent, un capteur traite plus d'une valeur physique. Outre le débit volumétrique ou la pression, par exemple, il est également possible de lire la température du milieu via l'interface IO-Link. Dans le passé, nous avions besoin de deux capteurs pour cela" Cela permet d'économiser de l'argent pour le matériel, le câblage et le montage, car au lieu de deux capteurs, il suffit d'un seul.

Données de diagnostic

Outre les données de processus, le capteur IO-Link peut également fournir des données de diagnostic sur l'état de l'appareil. Exemple : Le capteur de niveau détecte les dépôts critiques et les signale au contrôleur. Les capteurs photoélectriques détectent si une lentille est sale et le signalent automatiquement. Les capteurs de pression enregistrent les pertes de pression minimales et les pics de pression maximales du processus et totalisent le nombre de fois où les valeurs limites sont dépassées ou non atteintes. Cette fonctionnalité supplémentaire apporte à l'utilisateur une aide décisive en matière de maintenance conditionnelle. Cette information étendue sur l'état minimise les temps d'arrêt coûteux tout en augmentant la fiabilité du processus.

Conclusion

Les capteurs offrent une valeur ajoutée considérable s'ils sont équipés de IO-Link. Dietmar Wallenstein résume les avantages pour la technologie Starrag :

"Tout le monde parle d'Industry 4.0, et bien sûr, nous, à Starrag, nous n'ignorons pas cette mégatendance. Lorsqu'il s'agit d'ingénierie mécanique, nous pensons en particulier à la mise à niveau des machines numériques. C'est pourquoi nous optons pour IO-Link. Grâce à des interfaces robustes et peu coûteuses, les capteurs nous fournissent davantage d'informations sur le processus, qui peuvent ensuite être évaluées et optimisées plus efficacement. C'est l'un des grands avantages d'IO-Link et une caractéristique des capteurs qui contribue à Industry 4.0"